Profilage spatial d'expression du gène des troubles neurologiques

insights from industryCedric Uytingco, Ph.D.Scientist10x Genomics

Dans cette entrevue, Cedric Uytingco discute les avantages principaux de pouvoir concevoir des configurations d'expression du gène dans les échantillons neurologiques.

Pourquoi est-il important que les neurologistes combinent-ils l'histopathologie et l'expression du gène ?

Traditionnellement, les neurologistes avaient l'habitude l'histologie pour impliquer le type de cellules basé sur la morphologie et l'emplacement connus des cellules. Cependant, utilisant cette seule catégorie peut gêner l'information qui est nécessaire pour comprendre le développement et la pathologie normaux de la maladie.

Le gain d'une compréhension des configurations d'expression du gène et des interactions de cellule-à-cellule dans le tissu fournit le cadre complémentaire, magnifiant les analyses qui peuvent être gagnées et découverte biologique de accélération.

profilage 10x génomique spatialCrédit : génomique 10x

Est-ce que pour quoi d'autres domaines de recherche c'est particulièrement utile ?

L'expression du gène de raccordement à l'histologie est utile pour une grande variété d'applications à la recherche où les chercheurs veulent plonger plus profond dans l'architecture de tissu, le rôle biologique, et la pathologie de la maladie. En plus de la neurologie, les chercheurs étudiant le cancer, l'immuno-oncologie, l'immunologie, et la biologie du développement trouveront la technologie utile.

Ce qui les défis principaux que des scientifiques font face en essayant de concevoir l'expression du gène emploient dans l'espace des méthodes traditionnelles ?

Les techniques traditionnelles qui examinent l'expression du gène et morphologie, telle que l'immunohistochimie ou l'hybridation in situ, se fondent sur la protéine de sondage et/ou les acides nucléiques relativement d'un petit nombre d'objectifs connus. Ceci exige la connaissance préalable des bornes de cellules et par la limitation étudie les objectifs connus, chercheurs peut être des informations manquantes sur les sous-types de cellules qui pourraient être biologiquement significatifs.

L'examen d'un large éventail de biomarqueurs exige un grand nombre de parties, sondées avec des objectifs individuellement ou avec le débit inférieur-plex, et en conclusion, toutes les parties doivent être imagées et ont manuellement analysé. Dans les cas où la quantité de tissu procurable est limitée, analyser les objectifs considérables peut même ne pas être possible.

Que l'expression du gène spatiale profile-t-elle et comment il surmonte-t-elle certaines de ces éditions ?

Le profilage spatial d'expression du gène fournit une vue des configurations d'expression du gène en combinant l'histologie et l'expression totale d'ARNm dans les parties intactes de tissu. La caractérisation des populations cellulaires sans connaissance préalable des sous-types de cellules ou des bornes de cellules active des analyses profondes dans l'hétérogénéité d'expression du gène, ainsi que la découverte des biomarqueurs nouveaux.

Cette technologie active une quantité d'information quantitative d'une partie individuelle, y compris des configurations d'expression du gène, l'information de coexpression, et des analyses moléculaires dans des voies de signalisation.

Comment la technologie a-t-elle été développée ?

La capacité de combiner des caractéristiques impartiales d'expression du gène avec l'information histologique de la même partie de tissu a été la première fois décrite par Ståhl et autres dans la Science qui a alors fondé Transcriptomics spatial comme sous-produit de la Science pour le laboratoire de durée, que nous avons acquis en novembre 2018.

Une fois une partie de génomique 10x, l'effort de développement a été intensifiée pour produire une solution plus robuste et plus facile à utiliser avec une meilleure résolution spatiale, une sensibilité plus élevée, et des outils d'analyse automatisés. Moins que d'an après une génomique 10x porte à Visium la solution spatiale d'expression du gène au marché.

Comment la solution spatiale d'expression du gène de Visium fonctionne-t-elle ?

le tissu Frais-gelé est sectionné et mis sur un guide avec des milliers d'endroits à code à barres, contenant des millions d'oligonucléotides de saisie avec codes barre spatiaux seuls à cet endroit. Les parties de tissu sont imagées et alors traitées pour relâcher l'ARNm, qui grippe aux oligonucléotides de saisie.

Une réaction de transcription inverse a lieu sur le guide, produisant de l'ADNc qui est employé pour effectuer une bibliothèque normale de court-Read. La bibliothèque à code à barres d'ADNc peut être tracée de nouveau à un endroit spécifique, produisant une couche de caractéristiques d'expression du gène qui peuvent être combinées avec une image de microscope de la partie de tissu.

Exemple de VisiumCrédit : génomique 10x

Comment la caractéristique spatiale d'expression du gène avance-t-elle notre compréhension des troubles neurologiques et des CNS saines ?

Le système nerveux est immensément complexe, se développant à partir d'une population relativement homogène des cellules d'ancêtre à un divers réseau des cellules que les contrôles circulent en voiture et fonctionnement sensoriel, ainsi que de la cognition. Se démêler les complexités de ce système exige comprendre pas simplement ce qui se produit mais également où, comme des régions distinctes fonctionnements de contrôle de système nerveux des différents.

Explorant l'expression du gène des configurations d'une façon impartiale avec le profilage spatial d'expression du gène approfondit notre compréhension des facteurs qui contribuent au développement normal et fonctionnent, ainsi que des mécanismes qui sont à la base des troubles neuraux.

La technologie était utilisée récemment pour effectuer l'expression du gène spatio-temporelle dans les ALS. Pourquoi cette recherche était-elle significative ?

Le papier par Silas Maniatis et collègues a examiné l'expression du gène en tissu post mortem des patients d'ALS et d'un modèle murin de la maladie. Leur étude a confirmé l'altération dans l'expression du gène de plusieurs gènes connus pour être impliquée dans les ALS mais a également recensé les changements complémentaires des gènes impliqués dans l'activation microglial et autophagy.

Supplémentaire, ce pouvaient employer la morphologie pour tracer des modifications d'expression du gène le long de l'axe rostrocaudal de la moelle épinière et entre la zone blanche et la matière grise. Cette recherche fournit des analyses dans le cellulaire et les mécanismes moléculaires fondamentaux des ALS.

Pour la recherche dans cet endroit et d'autres maladies neurodegenerative, comment cette technologie peut-elle jouer un rôle ?

Un principal avantage de cette technologie est la richesse de l'information qui peut être gagnée d'une seule partie de tissu, qui est particulièrement avantageuse pour des études où la quantité de tissu est limitée.

Les chercheurs pourront maintenant examiner des configurations d'expression du gène en tissu et employer l'information obtenue pour recenser et caractériser des biomarqueurs neufs et des voies de signalisation qui jouent un rôle dans la maladie, menant éventuel à une meilleure compréhension des causes et d'étape progressive de la maladie. Ils peuvent influencer l'information obtenue de ces études pour commencer à poser les questions qui n'étaient pas précédemment possibles.

Cerveau - neurologieCrédit : CoffeeMill | Shutterstock

En plus des ALS, comment cette technologie est-elle employée pour améliorer notre connaissance de la maladie d'Alzheimer ?

L'ARN unicellulaire ordonnançant (scRNA-seq) est employé souvent pour étudier la cellule différente saisit les CNS des mammifères, mais cette technique est limitée par la dissociation des neurones et des cellules glial du tissu indigène. Ceci limite notre capacité d'observer la distribution spatiale de l'expression du gène.

C'est d'importance particulière dans la recherche d'Alzheimer, où nous essayons toujours de recenser les rôles contribuants des structures variées dans les CNS. À la société pour la conférence annuelle de neurologie, je présenterai une affiche sur nos études d'expression du gène spatiale profilant, qui toucheront sur profiler un modèle de souris de la maladie d'Alzheimer familiale, APPSWE [Tg2576].

Pour ceux avant qui n'ont pas employé cette technologie, combien difficile est-il à comporter à votre recherche ? Exige-t-il le matériel ou la formation de spécialiste ?

La solution spatiale d'expression du gène de Visium est facilement adoptable dans l'infrastructure existante de laboratoire. Elle emploie des méthodes normales et des outils de laboratoire pour l'analyse de tissu, y compris le sectionnement de tissu, la hématoxyline, et l'éosine (H&E) souillant, et la représentation. La solution kitted, qui comprend le guide et les réactifs nécessaires pour produire une bibliothèque séquence-disponible.

Où peuvent nos lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de Cedric Uytingco, PhD

Headshot de CedricDans toute ma carrière, j'ai été concentré sur la recherche en matière de neurologie et accroître l'information qui peut être obtenue des parties de tissu pour adresser la biologie principale et son choc sur la maladie.

J'ai achevé mes études licenciées à l'Université du Maryland, École de Médecine, où mes études se sont concentrées sur le mappage fonctionnel de circuit du système olfactif.

Là de moi ai complété un postdoc à l'université de la Floride me suis concentré sur la biologie de systèmes et examiner la pathophysiologie des ciliopathies, avec l'objectif ultime de développer la demande de règlement thérapeutique de gène.

Je suis venu à la génomique 10x en janvier 2019 et ai joint l'équipe qui a été concentrée sur développer la solution spatiale d'expression du gène de Visium.

Au sujet de la génomique 10x

la génomique 10x est des produits d'une construction de compagnie de technologie des sciences de la vie pour interroger, comprendre et maîtriser la biologie pour avancer la santé des personnes. Les solutions intégrées de la compagnie comprennent des instruments, des consommables, et le logiciel pour analyser des systèmes biologiques à une définition et à une écaille qui apparie la complexité de la biologie.

les produits 10x génomiques ont été adoptés par des chercheurs autour du monde comprenant 93 des premières institutions de recherche globales et 13 des 15 sociétés pharmaceutiques globales principales, et cités dans plus de 500 rapports de recherche sur des découvertes s'échelonnant de l'oncologie à l'immunologie et aux maladies auto-immune.

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    10x Genomics, Inc.. (2019, October 03). Profilage spatial d'expression du gène des troubles neurologiques. News-Medical. Retrieved on May 31, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20191007/Spatial-Gene-Expression-Profiling-of-Neurological-Disorders.aspx.

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